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JP2994441B2 - Living eye size measurement device - Google Patents

Living eye size measurement device

Info

Publication number
JP2994441B2
JP2994441B2 JP2213999A JP21399990A JP2994441B2 JP 2994441 B2 JP2994441 B2 JP 2994441B2 JP 2213999 A JP2213999 A JP 2213999A JP 21399990 A JP21399990 A JP 21399990A JP 2994441 B2 JP2994441 B2 JP 2994441B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light beam
optical path
living eye
reflected
measurement target
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2213999A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0496727A (en
Inventor
英夫 供田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Topcon Corp
Original Assignee
Topcon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Topcon Corp filed Critical Topcon Corp
Priority to JP2213999A priority Critical patent/JP2994441B2/en
Publication of JPH0496727A publication Critical patent/JPH0496727A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2994441B2 publication Critical patent/JP2994441B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Eye Examination Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、干渉縞を観察することにより、生体眼の第
1測定対象面から第2測定対象面までの寸法としての眼
軸長、前房深さ、水晶体厚さ等を非接触で測定すること
ができる生体眼の寸法測定装置の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a method of observing interference fringes to determine an axial length of a living eye as a dimension from a first measurement target surface to a second measurement target surface. The present invention relates to an improvement of a living eye measuring apparatus capable of measuring a chamber depth, a lens thickness, and the like without contact.

(従来の技術) 従来から、生体眼の第1測定対象面から第2測定対象
面までの寸法としての眼軸長、前房深さ、水晶体厚さ等
を超音波を用いて測定する、生体眼の寸法測定装置が知
られている。
(Prior Art) Conventionally, a living body that measures the axial length, anterior chamber depth, lens thickness, and the like as dimensions from a first measurement target surface to a second measurement target surface of a living eye using ultrasonic waves. Eye dimension measuring devices are known.

この生体眼の測定装置は、眼の前方から超音波を投射
して、角膜前面、水晶体前面、水晶体後面及び眼底表面
における反射波をブラウン管上に描き出し、ブラウン管
上に描き出されたそのエコーグラムを撮影して計測する
ものである。
This living eye measurement device projects ultrasonic waves from the front of the eye, draws reflected waves on the front surface of the cornea, the front surface of the lens, the back surface of the lens, and the fundus surface on a CRT, and captures the echogram drawn on the CRT. Is measured.

ところで、従来の生体眼の寸法測定装置は、測定精度
が±0.2mm程度であることから、例えば、測定の結果得
られた眼軸長を用いてIOL(Intraocular Lens)のパワ
ーを決定するには、その眼軸長の測定精度が不十分であ
った。
By the way, since a conventional living eye size measuring device has a measurement accuracy of about ± 0.2 mm, for example, it is necessary to determine the power of an IOL (Intraocular Lens) using the axial length obtained as a result of the measurement. However, the measurement accuracy of the axial length was insufficient.

また、従来の超音波による生体眼の寸法測定装置は、
測定に際して生体眼にプローブを接触させなければなら
ないため、感染等の予防措置を構じる必要があり面倒で
もあった。
In addition, the conventional ultrasonic eye size measurement device using ultrasonic waves,
Since the probe must be brought into contact with the living eye during the measurement, it is necessary to take precautionary measures such as infection, which is troublesome.

そこで、近年、干渉縞を観察することにより、眼軸
長、前房深さ、水晶体厚さ等を非接触で測定することが
できる生体眼の寸法測定装置が提案されている。
Therefore, in recent years, there has been proposed a dimension measuring apparatus for a living eye capable of measuring an axial length, an anterior chamber depth, a lens thickness, and the like in a non-contact manner by observing interference fringes.

第5図に示すのは、眼軸長を測定するために用いる生
体眼の寸法測定装置の一例を示すもので、A.F.Fercher
et al.(OPTICS LETTER VOL.13 NO.3 PP.186−188(Mar
ch 1988)Optical Society of America)に記載されて
いる技術である。
FIG. 5 shows an example of a living eye size measuring apparatus used for measuring the axial length of an eye.
et al. (OPTICS LETTER VOL.13 NO.3 PP.186-188 (Mar
ch 1988) Technology described in the Optical Society of America).

この生体眼の寸法測定装置は、半導体レーザー1、コ
リメートレンズ2、二枚の平行平面板3,4、ビームスプ
リッタ5、集光レンズ6、撮像カメラ7から概略構成さ
れている。
This living eye size measuring device is roughly composed of a semiconductor laser 1, a collimator lens 2, two parallel flat plates 3, 4, a beam splitter 5, a condenser lens 6, and an imaging camera 7.

半導体レーザー1から出射されたレーザー光は、コリ
メートレンズ2により平行光束とされて二枚の平行平面
板3,4に導かれる。二枚の平行平面板3,4を通過した平行
光束(光束という)は、ビームスプリッタ5を介して
生体眼8の眼底9に収束光として導かれ、眼底9で反射
されて略平行光束(平面波)として生体眼8から出射さ
れる。出射された平面波は、ビームスプリッタ5の反射
面10によって集光レンズ6の存在する方向に反射され、
集光レンズ6により集光されて撮像カメラ7に導かれ
る。また、平行平面板3を通過した平行光束の一部は、
平行平面板4により反射されて反射光束(光束とい
う)として平行平面板3に戻り、平行平面板3により再
び反射されて平行平面板4及びビームスプリッタ5を通
過して生体眼8の角膜11に導かれる。角膜11により反射
された反射光は、発散光(球面波)としてビームスプリ
ッタ5に導かれ、その反射面10で集光レンズ6の存在す
る方向に反射され、集光レンズ6により集光されてカメ
ラ7に導かれる。なお、第5図において、12は、半導体
レーザー1の光量モニター用受光センサである。
The laser light emitted from the semiconductor laser 1 is converted into a parallel light beam by the collimating lens 2 and guided to the two parallel flat plates 3 and 4. A parallel light flux (referred to as a light flux) that has passed through the two parallel flat plates 3 and 4 is guided as convergent light to the fundus 9 of the living eye 8 via the beam splitter 5, is reflected by the fundus 9, and is substantially parallel light flux (plane wave). ) Is emitted from the living eye 8. The emitted plane wave is reflected by the reflecting surface 10 of the beam splitter 5 in the direction in which the condenser lens 6 exists,
The light is condensed by the condenser lens 6 and guided to the imaging camera 7. Also, a part of the parallel light flux passing through the parallel plane plate 3 is:
The light is reflected by the parallel flat plate 4 and returns to the parallel flat plate 3 as a reflected light flux (referred to as a light flux). The reflected light is again reflected by the parallel flat plate 3 and passes through the parallel flat plate 4 and the beam splitter 5 to the cornea 11 of the living eye 8. Be guided. The reflected light reflected by the cornea 11 is guided to the beam splitter 5 as divergent light (spherical wave), reflected by the reflection surface 10 in the direction in which the condenser lens 6 exists, and condensed by the condenser lens 6. It is led to the camera 7. In FIG. 5, reference numeral 12 denotes a light-receiving sensor for monitoring the amount of light of the semiconductor laser 1.

この従来のものにおいては、平行平面板3と平行平面
板4との距離dを可変とし、平行平面板3と平行平面板
4との間に存在する物質の屈折率をn、眼内物質の屈折
率をN、測定によって得られる眼軸長(角膜11の頂点か
ら眼底9までの距離)をXとして、 nd=NX の等式を満足するように距離dを調節すると、光束と
光束とが等光路長となり、カメラ7により干渉縞が観
察される。従って、干渉縞が観察されたときの距離dを
測定値として得ることにより、眼軸長Xを求めることが
できる。
In this conventional device, the distance d between the parallel flat plate 3 and the parallel flat plate 4 is variable, the refractive index of a substance existing between the parallel flat plate 3 and the parallel flat plate 4 is n, and the refractive index of the intraocular substance is n. Assuming that the refractive index is N and the axial length of the eye obtained by the measurement (the distance from the vertex of the cornea 11 to the fundus 9) is X, the distance d is adjusted so as to satisfy the equation of nd = NX. The optical path length becomes equal, and interference fringes are observed by the camera 7. Therefore, by obtaining the distance d when the interference fringes are observed as a measured value, the axial length X can be obtained.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、干渉縞を観察することにより眼軸長を
測定する生体眼の寸法測定装置においては、角膜表面か
らの反射光束が略球面波であるのに対して眼底面からの
反射光束が略平面波であることから、角膜頂点から周辺
部に離れるにしたがって干渉縞の本数が非常に多くな
り、干渉縞の良好な観察を行うことができないという問
題点がある。特に、眼底からの反射光は、現実には目の
屈折力により略平面波とみなせる程度にはなっていず、
その上、干渉縞が中心部に集まってしまうことから、干
渉縞の本数を読むことは困難であった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in a living eye size measuring device that measures the axial length of an eye by observing interference fringes, the luminous flux reflected from the corneal surface is substantially spherical, whereas Since the light flux reflected from the surface is a substantially plane wave, the number of interference fringes becomes very large as the distance from the apex of the cornea to the peripheral portion increases, and there is a problem that good observation of the interference fringes cannot be performed. In particular, the reflected light from the fundus is not actually about a plane wave due to the refractive power of the eye,
In addition, it was difficult to read the number of interference fringes because the interference fringes gathered at the center.

また、この生体眼の寸法測定装置は、集光レンズ6及
びカメラ7の光軸を生体眼8に対して正確にアライメン
トしなければならないのであるが、アライメントがきわ
めて面倒であるという問題点もある。
Further, in this living eye size measuring device, the optical axes of the condenser lens 6 and the camera 7 must be accurately aligned with the living eye 8, but there is a problem that the alignment is extremely troublesome. .

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、そ
の目的とするところは、干渉縞の良好な観察を容易に行
うことができると共に、被検眼の屈折力に影響されずに
測定精度の向上が期待できる、生体眼の寸法測定装置を
提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to make it possible to easily perform good observation of interference fringes and to measure the measurement accuracy without being affected by the refractive power of the eye to be examined. It is an object of the present invention to provide a living eye size measuring apparatus which can be expected to improve the size of a living eye.

(課題を解決するための手段) 本発明に係る生体眼の寸法測定装置は、上記目的を達
成するため、 生体眼にコヒーレンス長の短い光束を投光し、前記生
体眼の第1測定対象面からの反射光束と第2測定対象面
からの反射光束との干渉に基づき、前記第1測定対象面
から前記第2測定対象面までの寸法を測定する生体眼の
寸法測定装置において、 前記コヒーレンス長の短い光束を、前記第1測定対象
面への投光光束と前記第2測定対象面への投光光束とに
光路分割部材により分割すると共に、再度、光路合成部
材により光路合成して、前記生体眼に投光する光束投光
手段を有し、 前記光路分割部材と前記光路合成部材との間に、前記
第1測定対象面からの反射光束の波面形状と前記第2測
定対象面からの反射光束の波面形状とを、前記光路分割
部材で略同一とするための屈折力補正光学系を設け、 前記生体眼からの反射光束が前記両投光光束の光路を
逆に通り、前記光路分割部材で光路を合成して、前記第
1測定対象面からの反射光束と前記第2測定対象面から
の反射光束とを干渉させることを特徴としている。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, a living eye size measuring apparatus according to the present invention projects a light beam having a short coherence length onto a living eye, and a first measurement target surface of the living eye. A size measuring apparatus for measuring a dimension from the first measurement target surface to the second measurement target surface based on an interference between a reflected light flux from the object and a reflected light flux from a second measurement target surface, wherein the coherence length is Is split into a light beam projected onto the first measurement target surface and a light beam projected onto the second measurement target surface by an optical path splitting member, and is again optically synthesized by an optical path synthesizing member. A light beam projecting unit for projecting light to a living eye, wherein a wavefront shape of a light beam reflected from the first measurement target surface and a wavefront shape from the second measurement target surface are provided between the optical path splitting member and the optical path combining member. The wavefront shape of the reflected light flux Providing a refractive power correction optical system for making the split members substantially the same, the reflected light beam from the living eye passes through the optical paths of the two projected light beams in reverse, and combines the optical paths with the optical path splitting member, It is characterized in that the reflected light beam from the first measurement object surface and the reflected light beam from the second measurement object surface interfere with each other.

(作用) 本発明に係る生体眼の寸法測定装置によれば、屈折力
補正光学系により、第1測定対象面からの反射光束の波
面形状と第2測定対象面からの反射光束の波面形状とを
光路分割部材で略同一として干渉させるため、干渉縞の
本数が少なく或は略一定となって観察が容易となる。
(Action) According to the living eye size measuring device of the present invention, the refractive power correcting optical system uses the wavefront shape of the reflected light beam from the first measurement target surface and the wavefront shape of the reflected light beam from the second measurement target surface. Are made substantially the same by the optical path splitting member, and the number of interference fringes is small or substantially constant, so that observation becomes easy.

(実施例1) 第1図は本発明に係る生体眼の寸法測定装置の第1実
施例の光学系を示すもので、生体眼の寸法としての眼軸
長の測定に用いられる。
Embodiment 1 FIG. 1 shows an optical system of a living eye measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention, which is used for measuring an axial length as a living eye dimension.

第1図において、20は半導体レーザー、21はコリメー
トレンズ、22,23はビームスプリッタである。半導体レ
ーザー20にはコヒーレンス長が0.1mm程度の比較的コヒ
ーレンス長の短いものを用いる。これは、コヒーレンス
長の長いものを用いると、光路差が大きくズレていても
干渉縞が得られて眼軸長の測定精度が低下するからであ
る。また、コヒーレンス長の極端に短いものを用いる
と、光路差がほんの少しズレていても干渉縞が得られ
ず、なかなか干渉縞が得られないことにより測定に時間
がかかることになるからである。
In FIG. 1, reference numeral 20 denotes a semiconductor laser, reference numeral 21 denotes a collimator lens, and reference numerals 22 and 23 denote beam splitters. The semiconductor laser 20 has a relatively short coherence length of about 0.1 mm. This is because, if a long coherence length is used, interference fringes are obtained even if the optical path difference is largely shifted, and the measurement accuracy of the axial length is reduced. Also, if the coherence length is extremely short, interference fringes cannot be obtained even if the optical path difference is slightly deviated, and it will be difficult to obtain interference fringes.

半導体レーザー20から出射されたレーザー光は、コリ
メートレンズ21により平行光束とされる。この平行光束
は、光路分割部材としてのビームスプリッタ22の反射面
24により、ビームスプリッタ23に導かれる平行光束P1
光路長変更部材25に導かれる平行光束P2とに分割され
る。光路長変更部材25は、反射面26,27を有しており、
矢印方向へと動かすことにより平行光束P2の光路長を変
更する機能を有する。光路長変更部材25を矢印方向に
(ΔL/2)だけ移動させると、平行光束P2の光路長はズ
レ量ΔLだけ変化する。
The laser light emitted from the semiconductor laser 20 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 21. This parallel light beam is reflected by a reflecting surface of a beam splitter 22 as an optical path splitting member.
By 24 it is divided into a parallel light flux P 2 is guided into a parallel light beam P 1 and the optical path length changing member 25 is guided to the beam splitter 23. The optical path length changing member 25 has reflection surfaces 26 and 27,
It has a function of changing the optical path length of the parallel light beam P 2 by moving in the arrow direction. When moving the optical path length changing member 25 in the arrow direction by (ΔL / 2), the optical path length of the parallel light beam P 2 changes by the deviation amount [Delta] L.

ビームスプリッタ23は、反射透過面28を有しており光
路合成部材として機能する。ビームスプリッタ23とビー
ムスプリッタ22との間には、屈折力補正レンズ29が設け
られている。屈折力補正レンズ29は、ビームスプリッタ
22を通過してきた平行光束P1を収束光束P1′としてビー
ムスプリッタ23の反射透過面28に導く機能を有する。ま
た、ビームスプリッタ23には、光路長変更部材25からの
平行光束P2が導かれる。この平行光束P2は、反射透過面
28で反射されて平行光束P2′となり、平行光束P2′と収
束光束P1′とは、ビームスプリッタ55を介して対物レン
ズ56に導かれる。この対物レンズ56で、被検眼が正常眼
のとき収束光束P1′は平行光束P1″となり、平行光束
P2′は収束光束P2″となり共に生体眼31に導かれる。収
束光束P2″は、角膜曲率中心40に向かう光束となる。
The beam splitter 23 has a reflection / transmission surface 28 and functions as an optical path combining member. A refractive power correction lens 29 is provided between the beam splitter 23 and the beam splitter 22. The refractive power correction lens 29 is a beam splitter
22 has the function of guiding the reflection and transmission plane 28 of the beam splitter 23 to parallel light beams P 1 that has passed through a convergent light beam P 1 'to. The parallel light flux P 2 from the optical path length changing member 25 is guided to the beam splitter 23. This parallel light beam P 2 is
The parallel light beam P 2 ′ is reflected by 28 and becomes a parallel light beam P 2 ′. The parallel light beam P 2 ′ and the convergent light beam P 1 ′ are guided to the objective lens 56 via the beam splitter 55. With this objective lens 56, when the eye to be examined is a normal eye, the convergent light beam P 1 ′ becomes a parallel light beam P 1 ″,
P 2 ′ becomes a convergent light beam P 2 ″ and is guided to the living eye 31. The convergent light beam P 2 ″ becomes a light beam heading toward the corneal curvature center 40.

装置本体は、生体眼31に対し赤外LED32を用いてアラ
イメントされるものであり、CCDカメラ34は、前眼部観
察用として用いられる。赤外LED32から出射された赤外
光は、コンデンサレンズ36、ピンホール37、リレーレン
ズ49を通過してハーフミラー33で反射され、ビームスプ
リッタ55に導かれる。ビームスプリッタ55の反射面30で
反射された光束は、対物レンズ56で平行光束となり、生
体眼31に導かれる。ビームスプリッタ55は、半導体レー
ザ光を透過させ、その他の光は反射する機能を有してい
る。
The apparatus body is aligned with the living eye 31 using the infrared LED 32, and the CCD camera 34 is used for observing the anterior segment. The infrared light emitted from the infrared LED 32 passes through the condenser lens 36, the pinhole 37, and the relay lens 49, is reflected by the half mirror 33, and is guided to the beam splitter 55. The light beam reflected by the reflection surface 30 of the beam splitter 55 is converted into a parallel light beam by the objective lens 56, and is guided to the living eye 31. The beam splitter 55 has a function of transmitting semiconductor laser light and reflecting other light.

赤外光は、生体眼31の第1測定対象面である角膜38に
より反射されて再び対物レンズ56を通過し、ビームスプ
リッタ55で反射されハーフミラー33を通過し結像レンズ
35を透過して、CCDカメラ34に導かれる。CCDカメラ34
は、後述するTVモニター44に接続されている。生体眼31
に対する光学系のアライメントは、TVモニター44に写し
出された赤外反射光束の反射輝点を観測して行うもので
あり、光学系の光軸方向に直交する平面内で上下左右方
向に光学系を動かすことにより、角膜頂点Pに対する光
学系の光軸O1の位置合わせが行われる。
The infrared light is reflected by the cornea 38, which is the first measurement target surface of the living eye 31, passes through the objective lens 56 again, is reflected by the beam splitter 55, passes through the half mirror 33, and forms an imaging lens.
The light passes through 35 and is guided to the CCD camera 34. CCD camera 34
Is connected to a TV monitor 44 described later. Living eye 31
The alignment of the optical system is performed by observing the reflected bright spot of the infrared reflected light beam projected on the TV monitor 44, and the optical system is aligned vertically and horizontally in a plane orthogonal to the optical axis direction of the optical system. by moving the alignment of the optical axis O 1 of the optical system is performed for the corneal apex P.

収束光束P2″が生体眼31の角膜38の角膜曲率中心40に
向って入射するように、生体眼31に対する光学系の光軸
方向のアライメント距離が設定されると、第2図に示す
ように、収束光束P2″は角膜38により反射され、その反
射光束P3は元の光路に反射される。一方、生体眼31に導
かれる平行光束P1″は、角膜38及び水晶体41により収束
光束として第2測定対象面である眼底42に導かれる。
When the alignment distance in the optical axis direction of the optical system with respect to the living eye 31 is set such that the convergent light beam P 2 ″ is incident on the corneal curvature center 40 of the cornea 38 of the living eye 31 as shown in FIG. Then, the convergent light beam P 2 ″ is reflected by the cornea 38, and the reflected light beam P 3 is reflected on the original optical path. On the other hand, the parallel light beam P 1 ″ guided to the living eye 31 is guided as a convergent light beam by the cornea 38 and the crystalline lens 41 to the fundus 42 that is the second measurement target surface.

そして、屈折力補正レンズ29を移動させることによ
り、眼底42にスポットが形成され、この眼底42により反
射された反射光束P4は、再び水晶体41及び角膜38を通過
し元の光路に反射される。
Then, by moving the power correction lens 29, the spot is formed on the fundus 42, the reflected light beam P 4 reflected by the fundus 42 is reflected in the optical path original again passes through the lens 41 and the cornea 38 .

反射されたそれぞれの反射光束P3,P4は、元の光路を
通過してビームスプリッタ22に導かれる(第1図参
照)。ビームスプリッタ22での両反射光束P3,P4は、波
面形状が略平面な平面波となる。反射光束P4は、ビーム
スプリッタ22の反射面24により反射されて結像レンズ46
を通りコンフォーカル絞り47に結像し、コリメートレン
ズ48により平行光束としてCCDカメラ43に導かれる。CCD
カメラ43は、TVモニター44に接続されている。
Each of the reflected light fluxes P 3 and P 4 is guided to the beam splitter 22 through the original optical path (see FIG. 1). The two reflected light beams P 3 and P 4 at the beam splitter 22 are plane waves having a substantially flat wavefront shape. Reflected beam P 4 is reflected by the reflecting surface 24 of the beam splitter 22 and imaging lens 46
, An image is formed on a confocal stop 47, and is guided to a CCD camera 43 as a parallel light beam by a collimating lens 48. CCD
The camera 43 is connected to a TV monitor 44.

この生体眼の寸法測定装置による測定は、以下に説明
するようにして行う。
The measurement by the living eye measurement device is performed as described below.

先ず、既知の基準の眼軸長をX0とする。この基準眼軸
長X0には生体眼31の平均眼軸長(22mm〜24mm)を用い
る。ここで、平均眼軸長を有する模型眼を所定位置に配
置して光路長変更部材25を矢印方向(第1図参照)に動
かしたとき、光路長変更部材25の矢印方向の所定位置
で、干渉縞がTVモニター44に写し出されたとする。この
ときの平行光束P1に対する平行光束P2の光路差を、基準
光路差L0と定義する。今、平行光束P1が点K1から点K2
至るまでの光路長をK1K2とし、平行光束P2が点K1で反射
され、光路長変更部材25を経由して点K2に至るまでの光
路長をK1K3+K3K4+K4K2とすると、基準光路差L0は、 L0=(K1K3+K3K4+K4K2−K1K2) である。なお、基準光路差L0であるときの光路長変更部
材25の所定位置を基準位置とする。
First, the axial length of the known reference to the X 0. This reference axial length X 0 using the average axial length of the living eye 31 (22mm~24mm). Here, when the model eye having the average axial length is arranged at a predetermined position and the optical path length changing member 25 is moved in the direction of the arrow (see FIG. 1), at a predetermined position of the optical path length changing member 25 in the direction of the arrow, It is assumed that interference fringes are projected on the TV monitor 44. The optical path difference of the parallel light beam P 2 with respect to parallel light beams P 1 at this time is defined as reference optical path difference L 0. Now, the optical path length to the parallel light beam P 1 reaches the point K 1 on the point K 2 and K 1 K 2, when a parallel beam P 2 is reflected at point K 1, point via the optical path length changing member 25 K Assuming that the optical path length up to 2 is K 1 K 3 + K 3 K 4 + K 4 K 2 , the reference optical path difference L 0 is L 0 = (K 1 K 3 + K 3 K 4 + K 4 K 2 −K 1 K 2 ) Incidentally, a reference position predetermined position of the optical path length changing member 25 when a reference optical path difference L 0.

また、生体眼31の平均屈折率をNとすると、基準眼軸
長X0に基づく光路差はN・X0であるので、基準光路差L0
と基準眼軸長X0との間には、 L0=N・X0 …… の関係が成立する。
Further, assuming that the average refractive index of the living eye 31 is N, the optical path difference based on the reference axial length X 0 is N · X 0 , so that the reference optical path difference L 0
L 0 = N · X 0 ... Is established between and the reference axial length X 0 .

次に、未知の眼軸長Xを有する生体眼31に対して光学
系をアライメントする。このとき、TVモニター44に干渉
縞が写し出されなかったとする。そこで、光路長変更部
材25を矢印方向に動かす。光路長変更部材25を基準位置
から(ΔL/2)だけ移動させたとき、TVモニター44に干
渉縞が写し出されたとする。
Next, the optical system is aligned with the living eye 31 having the unknown eye axis length X. At this time, it is assumed that no interference fringe is displayed on the TV monitor 44. Then, the optical path length changing member 25 is moved in the direction of the arrow. It is assumed that when the optical path length changing member 25 is moved from the reference position by (ΔL / 2), interference fringes are displayed on the TV monitor 44.

眼軸長Xに基づく光路長はN・Xであり、これが基準
光路差L0とズレ量ΔLとの和に等しいとき干渉縞が得ら
れるのであるから、 N・X=L0+ΔL …… となる。
The optical path length based on the axial length X is N · X, and when this is equal to the sum of the reference optical path difference L 0 and the amount of deviation ΔL, an interference fringe is obtained, so that N · X = L 0 + ΔL. Become.

よって、未知の眼軸長Xは、式を式に代入して変
形することにより、 X=X0+(ΔL/N) として、求められる。
Therefore, the unknown axial length X is obtained as X = X 0 + (ΔL / N) by substituting the equation into the equation and deforming the equation.

ところで、TVモニター44に写し出された干渉縞は、眼
底42からの反射光束P4の光量と角膜38からの反射光束P3
の光量とが著しく異なると、そのコントラストが低くな
る。というのは、干渉縞のコントラストは、互いに干渉
される光束同士の光量が等しいときに最良となるからで
ある。そこで、この光学系では、ビームスプリッタ22の
反射面24の反射率を調節して角膜38からの反射光束P3
光量と眼底42からの反射光束P4の光量とを略等しくする
ために、ビームスプリッタ22を通過するレーザー光の透
過光量に対してビームスプリッタ22により反射されるレ
ーザー光の反射光量が少なくなるように設計してある。
しかし、生体眼31に個体差があるため、眼底42からの反
射光束P4の光量が個体差に伴って変わる場合がある。
By the way, the interference fringe projected on the TV monitor 44 includes the amount of the reflected light beam P 4 from the fundus 42 and the reflected light beam P 3 from the cornea 38.
If the light amount is significantly different, the contrast is lowered. This is because the contrast of the interference fringes is best when the amounts of light beams that interfere with each other are equal. Therefore, in this optical system, in order to substantially equal to the amount of the reflected light beam P 4 from the light quantity and the fundus 42 of the reflected light beam P 3 from the cornea 38 by controlling the reflectivity of the reflective surface 24 of the beam splitter 22, It is designed so that the reflected light amount of the laser light reflected by the beam splitter 22 is smaller than the transmitted light amount of the laser light passing through the beam splitter 22.
However, since there are individual differences in the living eye 31 may amount of the reflected light beam P 4 from the fundus 42 is changed in accordance with the individual differences.

そこで、この実施例にあっては、ビームスプリッタ22
と屈折力補正レンズ29との間に、濃度可変フィルター45
が設けられている。干渉縞のコントラストが低いとき
は、濃度可変フィルター45を回転させて眼底42からの反
射光束P4の光量と角膜38からの反射光束P3の光量とが略
同一となるように調節し、コントラストの良好な干渉縞
が得られるようにする。なお、前房の深さや水晶体の厚
みを測定する場合は、ビームスプリッタ22と屈折力補正
レンズ29の間に高屈折力の光路長変更部材50を挿入し、
平行光束P1と平行光束P2との間の光路長差を短縮して測
定を行う。
Therefore, in this embodiment, the beam splitter 22
Variable density filter 45 between
Is provided. When the contrast of the interference fringes is low, rotate the variable density filter 45 was adjusted such that the amount of the reflected light beam P 3 from the light quantity and the cornea 38 of the reflected light beam P 4 from the fundus 42 is substantially the same, the contrast To obtain good interference fringes. When measuring the depth of the anterior chamber and the thickness of the crystalline lens, insert a high refractive power optical path length changing member 50 between the beam splitter 22 and the refractive power correction lens 29,
Performing measurement by shortening the optical path length difference between the parallel light flux P 1 into a parallel light flux P 2.

平行光束P1″を眼底42に投影したとき、生体眼31の屈
折力が正常眼でないときは、眼底42からの反射光束P4
平面波からズレ、眼底42からの反射光束P4の波面形状と
角膜38からの反射光束P3の波面形状とが同一でなくな
る。このときの屈折力の補正は、屈折力補正レンズ29に
より行うことができる。つまり、屈折力補正レンズ29に
より、生体眼31の個体差に基づく屈折力に応じて平行光
束P1からずらした光束とし、眼底42に小スポットが形成
されるように、即ち、両波面形状が同一となるように、
屈折力補正レンズ29を動かし調整する。
When the parallel light flux P 1 ″ is projected onto the fundus oculi 42, when the refractive power of the living eye 31 is not a normal eye, the reflected light flux P 4 from the fundus 42 deviates from a plane wave, and the wavefront shape of the reflected light flux P 4 from the fundus 42 and the wavefront shape of the reflected beam P 3 from the cornea 38 is not the same. correcting refractive power at this time can be performed by power correction lens 29. that is, the power correction lens 29, living eye 31 in response to power based on the individual difference and the light beam is shifted from the parallel beam P 1, as a small spot on the fundus 42 is formed, i.e., so that both the wavefront shape becomes the same,
The refractive power correction lens 29 is moved and adjusted.

従って、両反射光束の波面形状がビームスプリッタ22
で略同一となり、干渉することとなる。
Therefore, the wavefront shape of both reflected light beams is
, They are almost the same and cause interference.

(実施例2) 第3図は、本発明に係る生体眼の寸法測定装置の第2
実施例を示しており、第1測定対象面からの反射光束と
第2測定対象面からの反射光束との干渉状態を電気的に
検出して未知の眼軸長Xを求めることとしたものであ
る。
(Embodiment 2) FIG. 3 shows a second embodiment of the living eye size measuring apparatus according to the present invention.
An example is shown in which an interference state between a reflected light beam from the first measurement target surface and a reflected light beam from the second measurement target surface is electrically detected to obtain an unknown eye axis length X. is there.

第3図に示す寸法測定装置の光学系では、CCDカメラ4
3を設ける代わりに、検出手段としての絞り52、結像レ
ンズ53及びフォトディテクタ54が設けられている。
The optical system of the dimension measuring device shown in FIG.
Instead of providing 3, an aperture 52, an imaging lens 53, and a photodetector 54 as detection means are provided.

絞り52には、中央に円形光学開口56が設けられてい
る。円形光学開口56の代わりに、干渉光束をスリット光
束とするためのクロススリットを設けてもよい。この絞
り52は、後述する干渉検出信号Sのピークが適度となる
ように選定され、絞り52を通過した反射光束P4は、フォ
トディテクタ54に入射される。
The diaphragm 52 has a circular optical aperture 56 at the center. Instead of the circular optical aperture 56, a cross slit for converting the interference light beam into a slit light beam may be provided. The aperture 52 is chosen such that the peak of the interference detection signal S to be described later is moderate, the reflected light beam P 4 having passed through the aperture 52 is incident on the photodetector 54.

この第2実施例に係る生体眼の寸法測定装置による測
定は、以下に説明するようにして行う。
The measurement by the living eye size measuring apparatus according to the second embodiment is performed as described below.

先ず、第1実施例と同様に、光路長変更部材25を既知
の基準眼軸長X0を用いて調節し、既知の基準眼軸長X0
得たときの光路長変更部材25の基準位置を予め求めてお
く。
First, like the first embodiment, the optical path length changing member 25 controlled using the known reference axial length X 0, the reference optical path length changing member 25 when obtaining the known reference axial length X 0 The position is determined in advance.

次に、基準の眼軸長X0に対して未知の眼軸長Xを有す
る生体眼31をセットし、光路長変更部材25を矢印で示す
方向に移動させる。光路長変更部材25の移動に応じ、フ
ォトディテクタ54は、第4図に示すような干渉検出信号
Sを出力する。
Then, set the living eye 31 having an unknown axial length X relative to the axial length X 0 of the reference, moving the optical path length changing member 25 in the direction indicated by the arrow. In response to the movement of the optical path length changing member 25, the photo detector 54 outputs an interference detection signal S as shown in FIG.

すなわち、未知の眼軸長Xに対応する光路長NXと、平
行光束P1に対する平行光束P2の光路差との差がゼロに近
づくにしたがい、フォトディテクタ54から変化のある干
渉検出信号Sの出力が開始され、その差がゼロに近づけ
ば近づくほど干渉検出信号Sのピークが大きくなる。そ
して、更に、光路長変更部材25を同方向に動かす。する
と、光路長NXと光路差との差が大きくなって干渉検出信
号Sのピークが小さくなり、やがて干渉検出信号Sの変
化が検出されなくなる。
That is, as the difference of the optical path length NX corresponding to the unknown axial length X, the optical path difference between parallel beam P 2 with respect to parallel light beams P 1 approaches zero, the output of the interference detection signal S from the photodetector 54 of change Is started, and as the difference approaches zero, the peak of the interference detection signal S increases. Then, the optical path length changing member 25 is further moved in the same direction. Then, the difference between the optical path length NX and the optical path difference increases, the peak of the interference detection signal S decreases, and eventually, the change of the interference detection signal S is not detected.

今、干渉検出信号Sの変化の現れ始めた時刻をt1、干
渉検出信号Sの変化の終了時刻をt2として、例えば、時
刻t1と時刻t2との中間で眼軸長Xの測定値を得ることに
すると、tm=(t1+t2)/2の時刻のときに基準光路差L0
からの光路長変更部材25のズレ量ΔL(基準位置からの
移動距離に等しい)を検出し下記の式に基づく演算を行
えば、未知の眼軸長Xを求めることができる。
Now, assuming that the time when the change in the interference detection signal S starts to appear is t 1 and the end time of the change in the interference detection signal S is t 2 , for example, the measurement of the axial length X between the time t 1 and the time t 2 If a value is obtained, the reference optical path difference L 0 at the time of tm = (t 1 + t 2 ) / 2
By detecting the displacement amount ΔL (equal to the moving distance from the reference position) of the optical path length changing member 25 from the above and performing the calculation based on the following equation, the unknown eye axis length X can be obtained.

NX=L0+ΔL=L0+ΔL(tm) X=(L0+ΔL)/N =X0+ΔL/N なお、干渉検出信号Sにゆらぎが生じているのは以下
の理由からである。
NX = L 0 + ΔL = L 0 + ΔL (tm) X = (L 0 + ΔL) / N = X 0 + ΔL / N Note that because of the following reasons of fluctuation occurs in the interference detection signal S.

反射光束P3及び反射光束P4は、絞り52を介してフォト
ディテクタ54の所定の領域に導かれるため、所定の領域
に干渉縞の明るい箇所が位置すれば干渉検出信号Sが正
のピークとなり、干渉縞の暗い箇所が位置すると負のピ
ークとなる。
Since the reflected light flux P 3 and the reflected light flux P 4 are guided to a predetermined area of the photodetector 54 via the stop 52, if a bright spot of the interference fringe is located in the predetermined area, the interference detection signal S becomes a positive peak, Negative peaks occur when dark portions of the interference fringes are located.

この第2実施例によれば、電気的検出手段に基づい
て、第1測定対象面である角膜38からの反射光束と第2
測定対象面である眼底42からの反射光束との干渉状態を
検出できるので、生体眼31の寸法を迅速且つ正確に計測
することができる。
According to the second embodiment, the reflected light flux from the cornea 38, which is the first measurement target surface, and the second
Since the interference state with the reflected light beam from the fundus oculi 42, which is the measurement target surface, can be detected, the dimensions of the living eye 31 can be measured quickly and accurately.

また、コンフォーカル絞り47は、CCDカメラ43上での
ノイズを除去するために設けられている。このノイズ
は、生体眼31からの反射光束P3及び反射光束P4が、照射
光束P1及び照射光束P2の元の光路ではなく、反射光束P3
が反射光束P4の光路もしくは反射光P4が反射光P3の光路
に入った場合に発生するものである。しかしながら、元
の光路とは異なる光路を通ってきた光束であってノイズ
に関係する光束は、光路長が違うのみならずコンフォー
カル絞り47上で結像されることはないので、コンフォー
カル絞り47のピンホールを通過する光量は少なくノイズ
は微小となる。
Further, the confocal aperture 47 is provided to remove noise on the CCD camera 43. This noise is caused by the fact that the reflected light beam P 3 and the reflected light beam P 4 from the living eye 31 are not reflected on the original light path of the irradiation light beam P 1 and the irradiation light beam P 2 but are reflected light beam P 3
There is to occur when the optical path or reflected light P 4 of the reflected beam P 4 enters the optical path of the reflected light P 3. However, a light beam that has passed through a light path different from the original light path and is related to noise has a different light path length and is not imaged on the confocal stop 47. And the noise is very small.

ところで、各実施例では、第1測定対象面である角膜
38への照射位置を角膜38の曲率中心40としているが、照
射位置を角膜38の頂点Pとしても同様な結果を得ること
ができる。
By the way, in each embodiment, the cornea which is the first measurement target surface
Although the irradiation position on the cornea 38 is set to the center of curvature 40 of the cornea 38, the same result can be obtained even when the irradiation position is set to the vertex P of the cornea 38.

以上、各実施例について説明したが、基準光路差L0
水晶体41の前面から後面までの水晶体厚さに対応させて
設定すれば、生体眼31の寸法としての水晶体厚さを測定
できる。同様に、基準光路差L0を角膜38から水晶体41の
前面までの前房深さに対応させて設定すれば、その前房
深さを測定することができる。
Having described each embodiment, the reference light path difference L 0 is set to correspond to the lens thickness to the rear surface from the front surface of the lens 41 can be measured the lens thickness of the dimension of the living eye 31. Similarly, the reference light path difference L 0 is set to correspond to the anterior chamber depth from corneal 38 to the front surface of the lens 41, it is possible to measure the anterior chamber depth.

(効果) 本発明に係る生体眼の寸法測定装置は、以上説明した
ように、屈折力補正光学系により、第1測定対象面から
の反射光束の波面形状と第2測定対象面からの反射光束
の波面形状とを光路分割部材で略同一として干渉させる
ことにしたので、干渉縞の本数が略一定となると共に粗
くなり、干渉縞の良好な観測が容易となる。
(Effect) As described above, the living eye size measuring apparatus according to the present invention uses the refractive power correcting optical system to make the wavefront shape of the reflected light beam from the first measurement object surface and the reflected light beam from the second measurement object surface. Since the interference is made substantially the same with the wavefront shape of the optical path dividing member, the number of interference fringes becomes substantially constant and coarse, and good observation of the interference fringes becomes easy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明に係る生体眼の寸法測定装置の第1実
施例の光学系を示す図である。 第2図は、第1図に示す生体眼からの反射光束を示す図
である。 第3図は、本発明に係る生体眼の寸法測定装置の第2実
施例の光学系を示す図である。 第4図は、第3図に示すフォトディテクタから出力され
た干渉検出信号の説明図である。 第5図は、従来の生体眼の寸法測定装置の光学系を示す
図である。 20……半導体レーザー(光束投光手段) 21……集光レンズ(光束投光手段) 22……ビームスプリッタ(光路分割部材) 23……ビームスプリッタ(光路合成部材) 25……光路長変更部材 29……屈折力補正レンズ(屈折力補正光学系) 31……生体眼 38……角膜(第1測定対象面) 42……眼底(第2測定対象面) 52……絞り(検出手段) 53……結像レンズ(検出手段) 54……フォトディテクタ(検出手段)
FIG. 1 is a view showing an optical system of a first embodiment of a living eye size measuring apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a reflected light beam from the living eye shown in FIG. FIG. 3 is a diagram showing an optical system of a living eye size measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram of an interference detection signal output from the photodetector shown in FIG. FIG. 5 is a diagram showing an optical system of a conventional living eye size measuring apparatus. 20: Semiconductor laser (light beam projecting means) 21: Focusing lens (light beam projecting means) 22: Beam splitter (optical path splitting member) 23: Beam splitter (optical path combining member) 25: Optical path length changing member 29 Refractive power correcting lens (Refractive power correcting optical system) 31 Living eye 38 Cornea (first measurement target surface) 42 Fundus (second measurement target surface) 52 Aperture (detection means) 53 …… Imaging lens (detection means) 54 …… Photodetector (detection means)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】生体眼にコヒーレンス長の短い光束を投光
し、前記生体眼の第1測定対象面からの反射光束と第2
測定対象面からの反射光束との干渉に基づき、前記第1
測定対象面から前記第2測定対象面までの寸法を測定す
る生体眼の寸法測定装置において、 前記コヒーレンス長の短い光束を、前記第1測定対象面
への投光光束と前記第2測定対象面への投光光束とに光
路分割部材により分割すると共に、再度、光路合成部材
により光路合成して、前記生体眼に投光する光束投光手
段を有し、 前記光路分割部材と前記光路合成部材との間に、前記第
1測定対象面からの反射光束の波面形状と前記第2測定
対象面からの反射光束の波面形状とを、前記光路分割部
材で略同一とするための屈折力補正光学系を設け、 前記生体眼からの反射光束が前記両投光光束の光路を逆
に通り、前記光路分割部材で光路を合成して、前記第1
測定対象面からの反射光束と前記第2測定対象面からの
反射光束とを干渉させることを特徴とする生体眼の寸法
測定装置。
A light beam having a short coherence length is projected onto a living eye, and a light beam reflected from a first measurement target surface of the living eye and a second light beam are projected on the living eye.
Based on the interference with the light beam reflected from the measurement target surface, the first
In a living eye size measuring device for measuring a dimension from a measurement target surface to the second measurement target surface, a light beam having a short coherence length is projected onto the first measurement target surface and the second measurement target surface. And an optical path splitting member that splits the optical path with the light path splitting member by an optical path splitting member, synthesizes the light path again with an optical path synthesizing member, and projects the light to the living eye. And a refractive power correcting optics for making the wavefront shape of the reflected light beam from the first measurement target surface and the wavefront shape of the reflected light beam from the second measurement target surface substantially the same in the optical path splitting member. A light beam reflected from the living eye passes through the optical path of the two projected light beams in reverse, and an optical path is synthesized by the optical path splitting member.
A size measuring device for a living eye, wherein a reflected light beam from a measurement target surface and a reflected light beam from the second measurement target surface interfere with each other.
【請求項2】前記第1測定対象面からの反射光束と前記
第2測定対象面からの反射光束との干渉状態を電気的に
検出する検出手段を備えていることを特徴とする請求項
1に記載の生体眼の寸法測定装置。
2. The apparatus according to claim 1, further comprising a detecting unit for electrically detecting an interference state between the light beam reflected from the first measurement object surface and the light beam reflected from the second measurement object surface. The living eye size measuring apparatus according to claim 1.
【請求項3】前記光束投光手段は光路長変更部材を備
え、前記検出手段は干渉検出信号を出力するフォトディ
テクタを備え、前記干渉検出信号と前記光路長変更部材
の位置とに基づき生体眼の寸法を測定することを特徴と
する請求項2に記載の生体眼の寸法測定装置。
3. The light beam projecting means includes an optical path length changing member, and the detecting means includes a photodetector for outputting an interference detection signal, and the detecting means detects an interference of the living eye based on the interference detection signal and the position of the optical path length changing member. 3. The living eye size measuring device according to claim 2, wherein the size is measured.
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